DE19928034A1 - Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung - Google Patents

Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung

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Abstract

Eine Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung für Schüttgüter umfaßt mindestens einen in einem Gehäuse gelagerten Rotor (1), der mehrere auf einer Rotorwelle (2) gehaltene Rotorscheiben (5) aufweist. Zwischen den Rotorscheiben (5) sind Schneid-Brechzähne (9, 9a) in sich konisch verjüngenden Aufnahmen (6, 6a) gehalten und mittels eines die Rotorwelle (2) radial durchsetzenden Spannelements (12) in Form eines Schraubbolzens festgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung für Schüttgüter gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 24 50 936 ist eine Vorrichtung zum Zer­ stückeln von zu vernichtendem Sperrgut bekannt. Hierbei werden wenigstens zwei annähernd parallele Wellen in ent­ gegengesetzter Drehrichtung angetrieben, wobei auf den Wellen gegenseitig kämmende Werkzeugkränze angeordnet sind, die Mittel zum Greifen und Zerschneiden der zu zer­ stückelnden Materialien enthalten. Derartige Werkzeug­ kränze mit Schneid- oder Brechzähnen sind starkem Ver­ schleiß unterworfen. Um eine leichte Austauschbarkeit der Schneid-Brechzähne zu ermöglichen, sind diese der Welle lösbar zugeordnet. Die Wellen können nach Art von Viel­ keilprofilen ausgebildet sein, auf denen aus mehreren Segmenten bestehende Werkzeugkränze verdrehsicher ange­ ordnet sind. Jedes Segment bildet hierbei einen Schneid- Brechzahn des Werkzeugs und ist mit den in Umfangsrich­ tung benachbarten Schneid-Brechzähnen verschraubt. Durch Lockern und Lösen zweier aufeinander folgender Schrauben ist es möglich, einzelne Schneid-Brechzähne durch achs­ paralleles Verschieben in vielkeilprofilfreie Bereiche aus dem Werkzeugkranz herauszunehmen und auszutauschen.
Diese Art der Befestigung ist sehr aufwendig, da zum einen die Welle mit entsprechenden Verzahnungen versehen werden muss und andererseits ausreichende Zwischenräume zwischen den einzelnen Werkzeugkränzen vorhanden sein müssen, um einzelne Schneid-Brechzähne durch seitliches Verschieben entnehmen zu können. Der konstruktive und fertigungstechnische Aufwand für derartige Wellen ist er­ heblich. Darüberhinaus sind Verzahnungen in Form von Vielkeilprofilen relativ feingliedrig, wodurch beim Aus­ tausch eines Schneid-Brechzahns leicht Klemmungen auftre­ ten können. Insbesondere das axiale Einfügen der Schneid- Brechzähne kann Schwierigkeiten bereiten, da der benach­ barte Werkzeugkranz den zur Verfügung stehenden Montage­ raum stark einschränkt.
Es zählen eine Vielzahl weiterer Befestigungsarten von austauschbaren Werkzeugen auf rotierenden Wellen zum Stand der Technik. Allerdings ist insbesondere im Bereich der Zerkleinerungs- und Siebvorrichtungen - mit den dort vorherrschenden hohen Belastungen - keine befriedigende Lösung bekannt, die einen besonders schnellen und einfa­ chen Austausch der Schneid-Brechzähne ermöglicht.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungs- und/oder Siebvor­ richtung für Schüttgüter zu schaffen, bei welcher ein­ zelne Schneid-Brechzähne einfach und schnell ausgetauscht werden können.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch die im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Der Kerngedanke der Erfindung ist die Festlegung der Schneid-Brechzähne in konisch verjüngten Aufnahmen mit­ tels Spannelementen.
Hierzu besitzt jeder Schneid-Brechzahn einen Klemmab­ schnitt, der zumindest abschnittsweise in Richtung zum Spannelement konisch verjüngt ist. Gegengleich konfigu­ rierte Aufnahmen in den Rotorscheiben korrespondieren mit den konischen Bereichen der Klemmabschnitte, wobei die Spannelemente die Schneid-Brechzähne sicher in den Auf­ nahmen halten.
Nach Anspruch 2 ist die Rotorwelle radial von dem Spann­ element durchsetzt. Diese Art der Festlegung ist für die Praxis besonders vorteilhaft, da die radial wirkenden Spannkräfte die Schneid-Brechzähne sehr sicher in den Aufnahmen fixieren. Die Spannkräfte wirken senkrecht zu den an den Schneid-Brechzähnen angreifenden Umfangskräf­ ten. Durch diese Anordnung können die Spannkräfte relativ gering sein, wobei dennoch große Umfangskräfte von den Radialflanken der Aufnahmen auf die Rotorscheiben und da­ mit auf die Rotorwelle übertragen werden können.
Als Spannelement eignet sich nach Anspruch 3 bevorzugt ein Schraubbolzen. Dieser durchsetzt dann eine Radialboh­ rung in der Rotorwelle und ist in ein Innengewinde auf der der Rotorwelle zugewandten Seite des Schneid-Brech­ zahns eingeschraubt. Durch Drehen des Schraubbolzens wird der Schneid-Brechzahn dann gegen die Rotorwelle ver­ spannt.
Zur Führung der Schraubbolzen kann in der Radialbohrung ergänzend eine Führungshülse befestigt sein, die vor al­ lem bei hohlzylindrischen Rotorwellen als Widerlager für den Kopf des Schraubbolzens fungiert. Als besonders gut hat sich die Verwendung eines langen Schraubbolzens er­ wiesen, da dieser in der Lage ist, durch seine Spannkraft Setzungen der Anordnung zu kompensieren.
Die Rotorwellen können auch als Vollwellen hergestellt sein, wobei insbesondere ein scheibenartiger Aufbau mit entsprechenden Aufnahmen für die Schneid-Brechzähne vor­ teilhaft ist.
Als Schüttgüter werden alle Arten von sieb- und zerklei­ nerungsfähigem Material verstanden, wie z. B. auch Haus­ müll, Restmüll oder Sperrmüll. Da bei diesen Materialien die Rotoren stark verschmutzen und auch stark ver­ schleißen können, ist eine robuste Konstruktion und ein­ fache Auswechselbarkeit der Schneid-Brechzähne von großer Bedeutung. Bei der vorliegenden Erfindung ist dies da­ durch realisiert, dass zum Austausch eines Schneid-Brech­ zahns ein Schraubbolzen zunächst um einige Drehungen ge­ lockert wird und anschließend der Schneid-Brechzahn durch einen Schlag auf den Kopf des Schraubbolzens aus der Auf­ nahme getrieben wird. Die Aufnahme bildet beim Lockern des Schraubbolzens ein Widerlager, wodurch auch ein sehr fest sitzender und korrodierter Schraubbolzen sicher ge­ löst werden kann. Ist der Schraubbolzen ganz aus dem Schneid-Brechzahn herausgeschraubt, kann dieser einfach und schnell gewechselt werden.
Um die Standzeit eines Schneid-Brechzahns zu erhöhen, kann dieser aus einem verschleißfesten Material gefertigt sein, wobei gegebenenfalls zusätzliche Aufpanzerungen an seinen Arbeitsflächen angeordnet sein können.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 4 sind auf der Rotor­ welle im Abstand Rotorscheiben angeordnet, zwischen denen die Schneid-Brechzähne eingegliedert sind. Die Rotor­ scheiben besitzen zur Fixierung der Schneid-Brechzähne Aufnahmen, wobei jeder Schneid-Brechzahn in zwei Aufnah­ men gehalten ist. Die Schneid-Brechzähne sind durch die radial wirkenden Klemmkräfte in den Aufnahmen auch gegen axiale Verschiebungen gesichert. Ergänzend kann jedoch der zwischen den Rotorscheiben liegende Bereich der Schneid-Brechzähne breiter als die Aufnahmen gestaltet sein, wodurch die Schneid-Brechzähne eine zusätzliche axiale Fixierung erfahren.
Weiterhin können die Schneid-Brechzähne im Bereich der Aufnahmen die Rotorscheiben umgreifende Laschen besitzen (Anspruch 5). Diese erfüllen den gleichen Zweck wie eine Verbreiterung zwischen den Rotorscheiben, nämlich die axiale Fixierung der Schneid-Brechzähne. In vorteilhafter Ausgestaltung kann ein Schneid-Brechzahn sowohl Laschen besitzen als auch im Bereich zwischen den Rotorscheiben breiter sein als die Aufnahmen. Hierdurch wird eine Nut geschaffen, wodurch die Schneid-Brechzähne beim Zusammen­ bau oder beim Austausch besonders einfach in ihre monta­ gegerechte Position gebracht werden können und ein siche­ rer axialer Halt gegeben ist.
Auch in fertigungstechnischer Hinsicht ist es günstig, bei den Schneid-Brechzähnen im Klemmabschnitt lediglich in die Aufnahmen eingreifende Nuten vorzusehen, um mög­ lichst wenig Material zerspanen zu müssen. Die Schneid- Brechzähne können vorteilhaft aus Stangen- oder Platten­ material gefertigt werden, beispielsweise mit einer Stärke von 40 mm. In die parallelen Seitenflächen des Schneid-Brechzahns brauchen dann lediglich mit den Auf­ nahmen korrespondierende Nuten eingebracht werden.
Mehrere Rotoren sind in der Regel gegenläufig angetrie­ ben, wobei die Schneid-Brechzähne kämmend ineinandergrei­ fen. Bei im Abstand auf der Rotorwelle angeordneten Rotorscheiben bilden diese einen Siebboden aus, wobei die Schneid-Brechzähne kämmend zwischen die Rotorscheiben des jeweils anderen Rotors greifen. Bei der Festlegung der Schneid-Brechzähne an jeweils zwei Rotorscheiben ist es daher notwendig, die kämmenden Bereiche der Schneid- Brechzähne schmaler zu gestalten als ihre Klemmab­ schnitte. Dazu ist nach Anspruch 6 vorgesehen, die über den Umfang der Rotorscheiben vorstehenden Wirkabschnitte der Schneid-Brechzähne in axialer Richtung schmaler aus­ zuführen und gegenüber den Klemmabschnitten abzustufen. Die axiale Breite der Wirkabschnitte ist so bemessen, dass ein kämmender Eingriff in den benachbarten Rotor möglich ist.
Sofern die Schneid-Brechzähne aus einem Plattenmaterial hergestellt sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Klemmabschnitt etwa doppelt so breit ist wie der Wirkab­ schnitt. Bei dieser Konfiguration ist der Verschnitt des Plattenmaterials minimal.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Rotor für eine Zerkleinerungsvorrichtung ohne Schneid-Brechzähne;
Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen Ab­ schnitt des mit Schneid-Brechzähnen besetzten Rotors gemäß Fig. 1;
Fig. 3 in perspektivischer Darstellung einen einzel­ nen Schneid-Brechzahn;
Fig. 4 in der Seitenansicht einen Rotor für eine Zerkleinerungsvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Rotor gemäß Fig. 4 entlang der Linie V-V;
Fig. 6 im Querschnitt einen Rotor mit elliptisch konfigurierten Rotorscheiben und
Fig. 7 im Querschnitt einen Rotor mit sechseckigen Rotorscheiben.
Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 ein Rotor bezeichnet, der in einem nicht näher dargestellten Gehäuse mit seiner Rotorwelle 2 gelagert ist. Diese umfasst einen endseiti­ gen Lagerzapfen 3, der mit einer zylindrischen Hohlwelle 4 gekoppelt ist. Die Hohlwelle 4 ist Träger von Rotor­ scheiben 5, die im axialen Abstand zueinander außenseitig auf die Hohlwelle 4 geschweißt sind.
Die Rotorscheiben 5 sind kreisringförmig konfiguriert, wobei jeweils zwei benachbarte Rotorscheiben 5 an der gleichen Stelle ihres Umfangs radial nach innen gerich­ tete Aufnahmen 6 besitzen. Die Tiefe T der Aufnahmen 6 beträgt etwa 3/4 der radialen Dicke D der kreisringförmi­ gen Rotorscheiben 5. Die Aufnahmen 6 sind in Richtung zur Rotorwelle 2 konisch verjüngt.
Jeweils zwischen zwei korrespondierenden Aufnahmen 6 ist die Hohlwelle 4 mit einer Radialbohrung 7 versehen, in die eine Führungshülse 8 eingeschweißt ist. Die Aufnahmen 6 und Radialbohrungen 7 dienen zur Befestigung von Schneid-Brechzähnen 9, die wendelförmig auf dem Umfang des Rotors 1 verteilt sind.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf dem Rotor 1 zwei wendelförmig umlaufende Gruppen von Schneid-Brechzähnen 9, 9a angeordnet. Hierzu sind zwi­ schen den Rotorscheiben 5 im Wechsel jeweils ein Schneid- Brechzahn 9 der einen Gruppe und ein Schneid-Brechzahn 9a der anderen Gruppe angeordnet. Bis auf die randseitigen Rotorscheiben 5, besitzt also jede Rotorscheibe 5 zwei Aufnahmen 6, 6a, um die Schneid-Brechzähne 9, 9a der je­ weiligen Gruppe aufnehmen zu können. Die Aufnahmen 6, 6a sind in den Rotorscheiben 5 diametral angeordnet.
Fig. 2 verdeutlicht, wie die Schneid-Brechzähne 9, 9a in den Aufnahmen 6, 6a gehalten sind. Jeder Schneid-Brech­ zahn 9, 9a besitzt hierzu einen Klemmabschnitt 10 mit einer konischen Nut 11, die in gegengleich konfigurierte Aufnahmen 6, 6a der Rotorscheiben 5 eingreifen. Mittels eines Spannelements 12 in Form eines Schraubbolzens sind die Schneid-Brechzähne 9, 9a in den Aufnahmen 6, 6a ge­ halten. Die Spannelemente 12 durchsetzen die in den Radi­ albohrungen 7 der Hohlwelle eingelassene Führungshülsen 8 und sind in eine Gewindebohrung 13 in der Unterseite 14 der Schneid-Brechzähne 9, 9a eingeschraubt (Fig. 3). Hierdurch wird der Schneid-Brechzahn 9 in die Aufnahmen 6 gezogen und verspannt.
Fig. 3 zeigt, dass die Schneid-Brechzähne 9 im Bereich der Nut 11 mit seitlichen Laschen 15 versehen sind. Diese umgreifen die Rotorscheiben 5 und verhindern eine axiale Verlagerung der Schneid-Brechzähne 9. Die Nuten 11 bzw. die Aufnahmen 6 sind so bemessen, dass die Breite B an der Mündung 16 der Aufnahmen 6 der Breite B1 der Schneid- Brechzähne 9 entspricht. Die Breite B1 der Schneid-Brech­ zähne 9 ist mit Ausnahme der Nuten 11 in radialer Rich­ tung konstant. Das zwischen den Nuten 11 befindliche Ma­ terial der Schneidbrechzähne 9 dient hierdurch als zu­ sätzliche Sicherung gegen axiale Verschiebungen.
Die axiale Länge L der Schneid-Brechzähne 9 ist durch den Abstand der Rotorscheiben 5 bestimmt. Demgegenüber ist der radial über die Rotorscheiben 5 vorstehende Wirkab­ schnitt 17 der Schneid-Brechzähne 9 gegenüber dem Klemmabschnitt 10 schmaler ausgeführt. Hierzu ist der Wirkabschnitt 17 in Höhe der Mündungen 16 der Aufnahmen 6 abgestuft. Seine axiale Länge LW ist so bemessen, dass der Wirkabschnitt 17 kämmend zwischen die Rotorscheiben des benachbarten Rotors greifen kann. Der Wirkabschnitt 17 ist zusätzlich an den den Rotorscheiben zugewandten Seitenflächen 18 kopfseitig angeschrägt, um eine bessere Schneid-/Brechwirkung zu erzielen.
Fig. 4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform einen Ro­ tor 19. Im Gegensatz zu dem in den Fig. 1 und 2 darge­ stellten Rotor 1 ist der Rotor 19 aus massiven Rotor­ scheiben 20 gebildet. Der Rotor 19 besitzt an seinen En­ den Lagerzapfen 21, 22, die mit den endseitigen Rotor­ scheiben 20' verbunden sind. Die Lagerzapfen 21, 22 kön­ nen auch einstückig mit den Rotorscheiben 20' gefertigt werden.
Zwischen den endseitigen Rotorscheiben 20' ist ein Bündel von Rotorscheiben 20 fluchtend eingefasst und über sämt­ liche Rotorscheiben 20, 20' durchsetzende Längsriegel 23 verschraubt. Die Längsriegel 23 sind mit endseitigem Ge­ winde versehene Stangen, die gleichmäßig auf dem Umfang des Rotors 19 verteilt sind (siehe Fig. 5). In Ausneh­ mungen 24 in den randseitigen Rotorscheiben 20' sind Mut­ tern 25 der Längsriegel 23 zum Verspannen der Rotorschei­ ben 20, 20' angeordnet. Über die Längsriegel 23 können hohe Vorspannkräfte aufgebracht werden, wodurch Setzungs­ erscheinungen in dem Rotor 19 kompensiert werden. Das Bündel von Rotorscheiben 20, 20' bildet die Rotorwelle 26, in welcher Schneid-Brechzähne 27 gehalten sind. Je­ weils ein schneid-Brechzahn 27 ist in einer Rotorscheibe 20 fixiert.
Ein Schnitt entlang der Linie V-V (Fig. 5) veranschau­ licht, dass die Schneid-Brechzähne 27 T-förmig konfigu­ riert sind mit einem konischen Klemmabschnitt 28, der in eine gegengleich ausgeführte Aufnahme 29 eingreift. Das Spannelement 30 in Form eines Schraubbolzens durchsetzt die Rotorscheibe 20 radial und zieht den Schneid-Brech­ zahn 27 in die Aufnahme 29. Die Rotorscheibe 20 wird in axialer Richtung von sechs gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Längsriegeln 23 durchsetzt.
Aus den Fig. 6 und 7 gehen weitere Ausführungsformen von Rotoren 31, 32 hervor. Bei dem Rotor 31 gemäß Fig. 6 sind die Schneid-Brechzähne 33 ebenfalls T-förmig konfi­ guriert, wobei ihre Schenkel 34 sichelförmig spitz zulau­ fen. Abweichend von der in Fig. 5 dargestellten Rotor­ scheibe 20 hat die Rotorscheibe 35 in dieser Ausführungs­ form eine elliptische Kontur mit einer Abflachung 36 im Bereich der Aufnahme 29.
In Fig. 7 ist die Rotorscheibe 37 sechseckig konfigu­ riert. Weiterhin ist der Schneid-Brechzahn 38 an seiner dem Rotor 32 abgewandten Seite 39 abgeflacht und besitzt an seinen Schenkeln 40 spitz zulaufende Schrägflächen 41.
Bezugszeichenliste
1
Rotor
2
Rotorwelle
3
Lagerzapfen
4
Hohlwelle
5
Rotorscheiben
5
' Rotorscheiben
6
Aufnahme
6
a Aufnahme
7
Radialbohrung
8
Führungshülse
9
Schneid-Brechzahn
9
a Schneid-Brechzahn
10
Klemmabschnitt
11
Nut v.
10
12
Spannelement
13
Gewindebohrung in
9
14
Unterseite v.
9
15
Lasche
16
Mündung v.
6
17
Wirkabschnitt
18
Seitenfläche v.
17
19
Rotor
20
Rotorscheiben
20
' Rotorscheiben
21
Lagerzapfen
22
Lagerzapfen
23
Längsriegel
24
Ausnehmung in
20
'
25
Mutter v.
23
26
Rotorwelle
27
Schneid-Brechzahn
28
Klemmabschnitt
29
Aufnahme
30
Spannelement
31
Rotor
32
Rotor
33
Schneid-Brechzahn v.
31
34
Schenkel v.
33
35
Rotorscheibe
36
Abflachung an
35
37
Rotorscheibe
38
Schneid-Brechzahn
39
Seite v.
38
40
Schenkel v.
38
41
Schrägfläche v.
40
B Breite v.
16
B1 Breite v.
9
D Dicke v.
5
L Länge v.
9
LW
Länge v.
17
T Tiefe v.
6

Claims (6)

1. Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung für Schütt­ güter mit mindestens einem in einem Gehäuse gelager­ ten Rotor (1, 19, 31, 32), welcher jeweils mehrere auf einer Rotorwelle (2, 26) gehaltene Rotorscheiben (5, 5'; 20, 20'; 35, 37) umfasst, in denen Schneid- Brechzähne (9, 9a; 27, 33, 38) in Aufnahmen (6, 6a, 29) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schneid-Brechzahn (9, 9a, 27, 33, 38) mittels eines Spannelements (12, 30) festgelegt ist und einen Klemmabschnitt (10, 28) auf­ weist, welcher zumindest abschnittsweise in Richtung zum Spannelement (12, 30) konisch verjüngt ist, wobei jeder Schneid-Brechzahn (9, 9a, 27, 33, 38) in eine gegengleich konfigurierte Aufnahme (6, 6a, 29) ein­ greift.
2. Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (12, 30) die Rotorwelle (2, 26) radial durchsetzt.
3. Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (12, 30) ein Schraubbolzen ist.
4. Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid-Brechzähne (9, 9a) zwischen im Abstand auf der Rotorwelle (2) angeordne­ ten Rotorscheiben (5, 5') eingegliedert sind und seitlich in den Aufnahmen (6, 6a) gehalten sind.
5. Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid-Brechzähne (9, 9a) im Bereich der Aufnahmen (6, 6a) die Rotorscheiben (5) umgrei­ fende Laschen (15) besitzen.
6. Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid-Brechzähne (9, 9a) einen gegenüber ihrem Klemmabschnitt (10) abgestuften Wirkabschnitt (17) besitzen.
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